JP7846587B2 - Calibration system and calibration method for hydraulic systems - Google Patents

Calibration system and calibration method for hydraulic systems

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Description

本発明は、油圧ショベル等の作業機械の油圧システムにおけるキャリブレーションシステムおよびキャリブレーション方法の技術分野に関する。 This invention relates to a technical field concerning a calibration system and calibration method for hydraulic systems in work machines such as hydraulic excavators.

一般に、油圧ショベル等の作業機械の油圧システムでは、各種油圧アクチュエータの油圧供給源として、コントローラから出力される制御電流値に応じて容量が可変制御される可変容量型の油圧ポンプが汎用的に用いられているが、この場合に、コントローラに油圧ポンプのポンプ流量と制御電流値との対応関係を示すデータを保存し、該データを用いて求めた制御電流値をコントローラから出力するように構成したものが知られている。
前記ポンプ流量と制御電流値との対応関係を示すデータは、予め作成された仕様上のデータがコントローラに保存されており、該仕様上のデータを用いて制御電流値が出力されることになるが、製造上のバラツキや経年変化等により、制御電流値に対する仕様上のデータでのポンプ流量の値と実際のポンプ流量の値との間にズレが生じてしまうことがある。
そこで従来、前記仕様上のデータの値を実際値に一致させるためのキャリブレーションとして、油圧ポンプの斜板傾転角を可変調整するアクチュエータピストンに作用する圧力値をモニタリングしながら制御電流値を変化させることで捉えられた圧力値の変化点に対応する、実際の最小斜板位置、最大斜板位置の少なくとも一方での電流値を求め、この実際の制御電流値と仕様上の制御電流値との差を補正値として制御電流値を補正する技術（例えば、特許文献１参照）や、油圧ポンプの吐出流量を最大流量及び最小流量とするときの制御電流値とポンプ圧とに基づいて、制御電流値に係る制御パラメータ（仕様上のテーブル）を更新するようにした技術が知られている（例えば、特許文献２参照）。これら特許文献１、２のものは、キャリブレーションに斜板の傾転角センサや流量計を必要とせず、簡単な構成で低コストにキャリブレーションを行うことができる。 In general, in the hydraulic systems of construction machinery such as hydraulic excavators, variable displacement hydraulic pumps, whose capacity is variably controlled according to the control current value output from the controller, are commonly used as the hydraulic power source for various hydraulic actuators. In this case, it is known that the controller is configured to store data showing the correspondence between the pump flow rate of the hydraulic pump and the control current value, and to output the control current value obtained using this data from the controller.
The data showing the correspondence between the pump flow rate and the control current value is stored in the controller as pre-created specification data, and the control current value is output using this specification data. However, due to manufacturing variations, aging, etc., a discrepancy may occur between the pump flow rate value in the specification data and the actual pump flow rate value in relation to the control current value.
Conventionally, as a calibration to match the values of the data in the specifications to the actual values, there are known techniques (see, for example, Patent Document 1) in which the current value at at least one of the actual minimum swash plate position and maximum swash plate position corresponds to the point of change in the pressure value captured by changing the control current value while monitoring the pressure value acting on the actuator piston that variably adjusts the swash plate tilt angle of the hydraulic pump, and the difference between this actual control current value and the control current value in the specifications is used as a correction value to correct the control current value, or a technique is known in which the control parameters (table in the specifications) related to the control current value are updated based on the control current value and pump pressure when the discharge flow rate of the hydraulic pump is set to the maximum flow rate and minimum flow rate (see, for example, Patent Document 2). These Patent Documents 1 and 2 do not require a swash plate tilt angle sensor or a flow meter for calibration, and calibration can be performed at low cost with a simple configuration.

特開２００８－３０３８１３号公報Japanese Patent Publication No. 2008-303813 特開２０１４－１７７９６９号公報Japanese Patent Publication No. 2014-177969

前記特許文献１、２のものは、何れも、油圧ポンプの制御電流値に対するポンプ流量（ポンプ容量）のキャリブレーションを行うにあたり、ポンプ流量が最小流量（最小斜板位置）、最大流量（最大斜版位置）となるときの圧力変化に基づいて最小流量、最大流量に対する制御電流値の較正値を求め、該較正値を用いて、最小流量と最大流量とのあいだの全域の流量に対する制御電流値も較正するようになっている。しかしながら、油圧ポンプが最小流量のときには圧力が低すぎるため正確な圧力の変位点を見出すことは難しく、また、油圧ポンプが最大流量のときにはエンジン出力が低下する惧れがあってやはり正確な圧力の変位点を見出すことは難しく、このため、最小流量、最大流量に対する制御電流値の較正値を精度良く求めることは難しい。つまり、特許文献１、２のものは、精度良く較正値を求めることが難しい最小流量、最大流量で較正を行っており、このため、較正の精度に劣るという問題があり、ここに本発明の解決すべき課題がある。 The aforementioned Patent Documents 1 and 2 both perform calibration of the pump flow rate (pump capacity) relative to the control current value of a hydraulic pump. They determine the calibration value of the control current for the minimum flow rate (minimum swashplate position) and the maximum flow rate (maximum swashplate position) based on the pressure change at these points, and then use these calibration values to calibrate the control current for the entire flow rate range between the minimum and maximum flow rates. However, when the hydraulic pump is at its minimum flow rate, the pressure is too low to accurately determine the precise pressure displacement point. Similarly, when the hydraulic pump is at its maximum flow rate, there is a risk of engine output decreasing, making it difficult to accurately determine the precise pressure displacement point. Therefore, accurately determining the calibration value of the control current for the minimum and maximum flow rates is difficult. In other words, Patent Documents 1 and 2 perform calibration at the minimum and maximum flow rates, where accurate calibration values are difficult to determine. This results in a problem of inferior calibration accuracy, which is the issue that the present invention aims to solve.

本発明は、上記の如き実情に鑑みこれらの課題を解決することを目的として創作されたものであって、請求項１の発明は、ポンプ制御電流値に応じて容量が可変制御される可変容量型の油圧ポンプと、該油圧ポンプから油圧アクチュエータへの圧油供給路に配され、バルブ制御電流値に応じて供給用開口の開口面積が可変制御される流量制御弁と、該流量制御弁の上流側に配され、流量制御弁の前後差圧を一定に保持するべく作動する圧力補償弁と、前記ポンプ制御電流およびバルブ制御電流を出力するコントローラとを備えてなる作業機械の油圧システムにおいて、前記ポンプ制御電流値と油圧ポンプのポンプ流量との対応関係を較正するキャリブレーションを行うにあたり、油圧ポンプのポンプ圧を検出する圧力検出手段を設けるとともに、前記流量制御弁の出力側に出力流量を低背圧状態で油タンクに流すリリーフ油路を接続する一方、前記コントローラに、バルブ制御電流値と流量制御弁出力流量との較正済み対応データに基づいて、任意に設定される目標流量の流量制御弁出力流量に対応するバルブ制御電流値を求め、該バルブ制御電流値を較正時バルブ制御電流値として出力するバルブ制御手段と、前記較正時バルブ制御電流値が出力されている状態でポンプ制御電流値をスイープ上昇させて出力するポンプ制御手段と、スイープ上昇中のポンプ圧の変化がピークとなるときのポンプ制御電流値を求め、該ポンプ制御電流値を、前記任意に設定された目標流量のポンプ流量に対応するポンプ制御電流値として較正する較正制御手段とを設けたことを特徴とする油圧システムにおけるキャリブレーションシステムである。
請求項２の発明は、ポンプ制御電流値に応じて容量が可変制御される可変容量型の油圧ポンプと、該油圧ポンプから油圧アクチュエータへの圧油供給路に配され、バルブ制御電流値に応じて供給用開口の開口面積が可変制御される流量制御弁と、該流量制御弁の上流側に配され、流量制御弁の前後差圧を一定に保持するべく作動する圧力補償弁と、前記ポンプ制御電流およびバルブ制御電流を出力するコントローラとを備えてなる作業機械の油圧システムにおいて、前記ポンプ制御電流値と油圧ポンプのポンプ流量との対応関係を較正するキャリブレーションを行うにあたり、油圧ポンプのポンプ圧を検出する圧力検出手段を設けるとともに、前記流量制御弁の出力側に出力流量を低背圧状態で油タンクに流すリリーフ油路を接続する一方、前記キャリブレーションは、バルブ制御電流値と流量制御弁出力流量との較正済み対応データに基づいて、任意に設定される目標流量の流量制御弁出力流量に対応するバルブ制御電流値を求め、該バルブ制御電流値を較正時バルブ制御電流値としてコントローラから出力するステップと、前記較正時バルブ制御電流値が出力されている状態でポンプ制御電流値をスイープ上昇させてコントローラから出力するステップと、スイープ上昇中のポンプ圧の変化がピークとなるときのポンプ制御電流値を求め、該ポンプ制御電流値を、前記任意に設定された目標流量のポンプ流量に対応するポンプ制御電流値として較正するステップとを含むことを特徴とする油圧システムにおけるキャリブレーション方法である。 The present invention was created in view of the above circumstances and with the aim of solving these problems, and the invention of claim 1 is a hydraulic system for a work machine comprising: a variable displacement hydraulic pump whose capacity is variably controlled according to a pump control current value; a flow control valve disposed in a pressurized oil supply passage from the hydraulic pump to a hydraulic actuator, the opening area of the supply opening is variably controlled according to a valve control current value; a pressure compensation valve disposed upstream of the flow control valve and operating to maintain a constant differential pressure across the flow control valve; and a controller that outputs the pump control current and the valve control current, wherein, in order to perform calibration to calibrate the correspondence between the pump control current value and the pump flow rate of the hydraulic pump, a pressure detection means is provided to detect the pump pressure of the hydraulic pump, and the output of the flow control valve This hydraulic system calibration system is characterized by connecting a relief oil passage to the force side to deliver the output flow rate to the oil tank in a low back pressure state, while the controller is provided with a valve control means that determines a valve control current value corresponding to the flow control valve output flow rate of an arbitrarily set target flow rate based on calibrated correspondence data between the valve control current value and the flow control valve output flow rate, and outputs the valve control current value as the calibrated valve control current value; a pump control means that sweeps up and outputs the pump control current value while the calibrated valve control current value is being output; and a calibration control means that determines the pump control current value when the change in pump pressure during the sweep rise reaches its peak, and calibrates the pump control current value as the pump control current value corresponding to the arbitrarily set target flow rate.
The invention of claim 2 is a hydraulic system for a work machine comprising: a variable displacement hydraulic pump whose capacity is variably controlled according to a pump control current value; a flow control valve disposed in a pressurized oil supply passage from the hydraulic pump to a hydraulic actuator, the opening area of the supply opening being variably controlled according to a valve control current value; a pressure compensation valve disposed upstream of the flow control valve, which operates to maintain a constant differential pressure across the flow control valve; and a controller that outputs the pump control current and the valve control current. In this hydraulic system, when performing calibration to calibrate the correspondence between the pump control current value and the pump flow rate of the hydraulic pump, a pressure detection means is provided to detect the pump pressure of the hydraulic pump, and a relief oil passage is provided on the output side of the flow control valve to supply the output flow rate to the oil tank in a low back pressure state. The calibration method for a hydraulic system is characterized by the following steps: connecting the valves, and the calibration is performed by determining a valve control current value corresponding to the flow control valve output flow rate of an arbitrarily set target flow rate based on calibrated correspondence data between the valve control current value and the flow control valve output flow rate, and outputting the valve control current value from the controller as the calibrated valve control current value; sweeping up the pump control current value while the calibrated valve control current value is being output and outputting it from the controller; determining the pump control current value when the change in pump pressure during the sweep rise reaches its peak, and calibrating the pump control current value as the pump control current value corresponding to the pump flow rate of the arbitrarily set target flow rate.

請求項１、２の発明とすることにより、高精度のキャリブレーションを効率良く簡単に行うことができる。 By adopting the inventions of claims 1 and 2, high-precision calibration can be performed efficiently and easily.

作業機械の油圧システムの一部を示す油圧回路図である。This is a hydraulic circuit diagram showing a part of the hydraulic system of a work machine. キャリブレーションの手順を示すフローチャート図である。This is a flowchart illustrating the calibration procedure. キャリブレーション時におけるポンプ制御電流値とポンプ圧とポンプ圧の時間微分値との関係を示す図である。This figure shows the relationship between the pump control current value, pump pressure, and the time derivative of the pump pressure during calibration.

以下、本発明の実施の形態について、図面に基づいて説明する。図１に、作業機械の一例である油圧ショベルに設けられる油圧システムの一部を示すが、該図１において、１は車載のコントローラ（制御装置）、２は可変容量型の油圧ポンプ、２ａは油圧ポンプ２の容量可変手段、３はポンプ用電磁比例弁、４は油タンク、５は油圧ポンプ２を油圧供給源とする油圧アクチュエータ、６は油圧ポンプ２から油圧アクチュエータ５への圧油供給路に配されて油圧アクチュエータ５に対する給排制御を行うコントロールバルブである。
尚、作業機械が油圧ショベルの場合、該油圧ショベルには、ブームシリンダ、スティックシリンダ、バケットシリンダ、走行モータ、旋回モータ、オプションアタッチメント用油圧アクチュエータ等の各種の油圧アクチュエータが設けられるとともに、これら油圧アクチュエータの油圧供給源となる単数または複数の油圧ポンプが設けられるが、図１には、本実施の形態のキャリブレーションが実施される油圧ポンプ２と、該油圧ポンプ２のキャリブレーションに用いられる回路のみを示してある。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. Figure 1 shows a part of a hydraulic system installed in a hydraulic excavator, which is an example of a work machine. In Figure 1, 1 is an on-board controller (control device), 2 is a variable displacement hydraulic pump, 2a is a variable displacement means for the hydraulic pump 2, 3 is a solenoid proportional valve for the pump, 4 is an oil tank, 5 is a hydraulic actuator that uses the hydraulic pump 2 as a hydraulic power source, and 6 is a control valve located in the hydraulic oil supply path from the hydraulic pump 2 to the hydraulic actuator 5, which controls the supply and discharge of hydraulic oil to the hydraulic actuator 5.
In the case of a hydraulic excavator, the excavator is equipped with various hydraulic actuators such as a boom cylinder, stick cylinder, bucket cylinder, travel motor, swing motor, and hydraulic actuators for optional attachments, as well as one or more hydraulic pumps that serve as the hydraulic power source for these hydraulic actuators. However, Figure 1 only shows the hydraulic pump 2 on which the calibration of this embodiment is performed, and the circuit used for the calibration of the hydraulic pump 2.

前記ポンプ用電磁比例弁３は、コントローラ１から入力されるポンプ制御電流値に基づき、該ポンプ制御電流値に応じたポンプ制御信号圧を、油圧ポンプ２の容量可変手段２ａに出力する。そして、該容量可変手段２ａは、入力されたポンプ制御信号圧に応じて作動して油圧ポンプ２の流量制御を行うようになっており、しかして、油圧ポンプ２のポンプ流量は、コントローラ１からポンプ用電磁比例弁３に出力されるポンプ制御電流値に応じて可変制御されるようになっている。 The aforementioned electromagnetic proportional valve 3 for the pump outputs a pump control signal pressure corresponding to the pump control current value input from the controller 1 to the variable capacity means 2a of the hydraulic pump 2. The variable capacity means 2a then operates according to the input pump control signal pressure to control the flow rate of the hydraulic pump 2. Thus, the pump flow rate of the hydraulic pump 2 is variably controlled according to the pump control current value output from the controller 1 to the electromagnetic proportional valve 3 for the pump.

また、前記コントロールバルブ６は、後述するパイロット作動式のスプール弁（本発明の流量制御弁に相当する）８と、該スプール弁８の上流側に配される圧力補償弁９と、スプール弁８にパイロット圧を出力する第一、第二電磁比例弁１０Ａ、１０Ｂとを備えて構成されている。
前記スプール弁８は、油圧アクチュエータ５に対する給排流量制御を行うと共に給排方向を切換える方向切換弁であって、第一、第二電磁比例弁１０Ａ、１０Ｂにそれぞれ接続される第一、第二パイロットポート８ａ、８ｂと、圧力補償弁９を介して油圧ポンプ２に接続されるポンプポート８ｐと、油タンク４に接続されるタンクポート８ｔと、油圧アクチュエータ５の第一入出力ポート５ａに接続される第一アクチュエータポート８ｃと、油圧アクチュエータ５の第二入出力ポート５ｂに接続される第二アクチュエータポート８ｄと、負荷圧導入油路１１を介して後述する圧力補償弁９の第二パイロットポート９ｂに接続される負荷圧出力ポート８ｅとを備えている。そして、スプール弁８は、第一、第二の両パイロットポート８ａ、８ｂにパイロット圧が入力されていない状態では、油圧アクチュエータ５に対する給排制御を行わず、且つ、負荷圧出力ポート８ｅを閉じる中立位置Ｎに位置しているが、第一パイロットポート８ａにパロット圧が入力されることにより第一作動位置Ｘに切換わって、ポンプポート８ｐから第一アクチュエータポート８ｃに至る供給用開口８ｆと、第二アクチュエータポート８ｄからタンクポート８ｔに至る排出用開口８ｇと、供給用開口８ｆの下流側から負荷圧出力ポート８ｅに至る負荷圧用開口８ｈとを開き、また、第二パイロットポート８ｂにパイロット圧が入力されることにより第二作動位置Ｙに切換わって、ポンプポート８ｐから第二アクチュエータポート８ｄに至る供給用開口８ｆと、第一アクチュエータポート８ｃからタンクポート８ｔに至る排出用開口８ｇと、供給用開口８ｆの下流側から負荷圧出力ポート８ｅに至る負荷圧用開口８ｈとを開くように構成されている。そして、前記供給用開口８ｆの開口面積は、第一、第二電磁比例弁１０Ａ、１０Ｂから出力されるパイロット圧によって移動するスプール弁８の移動ストロークに応じて定まるようになっていると共に、スプール弁８から油圧アクチュエータ５への出力流量は、供給用開口８ｆの開口面積によって制御されるようになっている。さらに、第一、第二作動位置Ｘ、Ｙのスプール弁８は、負荷圧用開口８ｈが開くことで、スプール弁８の出口側圧力（油圧アクチュエータ５の負荷圧）が負荷圧導入油路１１に導入されるようになっている。 Furthermore, the control valve 6 is configured to include a pilot-operated spool valve (corresponding to the flow control valve of the present invention) 8, which will be described later, a pressure compensation valve 9 arranged upstream of the spool valve 8, and first and second solenoid proportional valves 10A and 10B that output pilot pressure to the spool valve 8.
The spool valve 8 is a directional control valve that controls the supply and discharge flow rates to the hydraulic actuator 5 and switches the supply and discharge direction, and includes first and second pilot ports 8a and 8b connected to first and second solenoid proportional valves 10A and 10B, respectively, a pump port 8p connected to the hydraulic pump 2 via a pressure compensation valve 9, a tank port 8t connected to the oil tank 4, a first actuator port 8c connected to the first input/output port 5a of the hydraulic actuator 5, a second actuator port 8d connected to the second input/output port 5b of the hydraulic actuator 5, and a load pressure output port 8e connected to the second pilot port 9b of the pressure compensation valve 9, which will be described later, via a load pressure introduction oil passage 11. Furthermore, when no pilot pressure is input to the first and second pilot ports 8a and 8b, the spool valve 8 is in a neutral position N, which does not perform supply and discharge control to the hydraulic actuator 5 and closes the load pressure output port 8e. However, when pilot pressure is input to the first pilot port 8a, it switches to the first operating position X, opening the supply opening 8f from the pump port 8p to the first actuator port 8c, the discharge opening 8g from the second actuator port 8d to the tank port 8t, and the load pressure opening 8h from the downstream side of the supply opening 8f to the load pressure output port 8e. Additionally, when pilot pressure is input to the second pilot port 8b, it switches to the second operating position Y, opening the supply opening 8f from the pump port 8p to the second actuator port 8d, the discharge opening 8g from the first actuator port 8c to the tank port 8t, and the load pressure opening 8h from the downstream side of the supply opening 8f to the load pressure output port 8e. Furthermore, the opening area of the supply opening 8f is determined according to the movement stroke of the spool valve 8, which is moved by the pilot pressure output from the first and second electromagnetic proportional valves 10A and 10B, and the output flow rate from the spool valve 8 to the hydraulic actuator 5 is controlled by the opening area of the supply opening 8f. In addition, when the spool valve 8 is in the first and second operating positions X and Y, the load pressure opening 8h opens, allowing the outlet pressure of the spool valve 8 (the load pressure of the hydraulic actuator 5) to be introduced into the load pressure introduction oil passage 11.

また、前記圧力補償弁９は、スプール弁８の入口側圧力が入力される第一パイロットポート９ａと、スプール弁８の出口側圧力が前記負荷圧導入油路１１を介して入力される第二パイロットポート９ｂと、バネ９ｃとを備えているとともに、第一パイロットポート９ａに入力されたスプール弁８の入口側圧力は圧力補償弁９の弁体を閉側に押圧し、第二パイロットポート９ｂに入力されたスプール弁８の出口側圧力とバネ９ｃの押圧力とは圧力補償弁９の弁体を開側に押圧するように構成されている。そして、該圧力補償弁９の開口面積は、スプール弁８の入口側圧力と出口側圧力との差圧（前後差圧）が一定となるように制御される。つまり、スプール弁８の前後差圧が大きくなると、圧力補償弁９の弁体が閉側に移動することで開口面積が小さくなって通過圧力損失が大きくなり、これによってスプール弁８の入口側圧力が下がる一方、スプール弁８の前後差圧が小さくなると、圧力補償弁９の弁体が開側に移動することで開口面積が大きくなって通過圧力損失が小さくなり、これによってスプール弁８の入口側圧力が上昇し、このような圧力補償弁９の作動によって、スプール弁８の前後差圧が一定に保持されるようになっている。 Furthermore, the pressure compensation valve 9 includes a first pilot port 9a into which the inlet pressure of the spool valve 8 is input, a second pilot port 9b into which the outlet pressure of the spool valve 8 is input via the load pressure introduction oil passage 11, and a spring 9c. The inlet pressure of the spool valve 8 input to the first pilot port 9a presses the valve body of the pressure compensation valve 9 to the closed side, and the outlet pressure of the spool valve 8 input to the second pilot port 9b and the pressing force of the spring 9c press the valve body of the pressure compensation valve 9 to the open side. The opening area of the pressure compensation valve 9 is controlled so that the differential pressure (front-to-back differential pressure) between the inlet pressure and the outlet pressure of the spool valve 8 remains constant. In other words, when the differential pressure across the spool valve 8 increases, the valve body of the pressure compensation valve 9 moves to the closed position, reducing its opening area and increasing the pressure loss through which the fluid passes. This lowers the inlet pressure of the spool valve 8. Conversely, when the differential pressure across the spool valve 8 decreases, the valve body of the pressure compensation valve 9 moves to the open position, increasing its opening area and reducing the pressure loss through which the fluid passes. This increases the inlet pressure of the spool valve 8. Through this operation of the pressure compensation valve 9, the differential pressure across the spool valve 8 is maintained at a constant level.

ここで、前記スプール弁８から油圧アクチュエータ５への出力流量は、以下のオリフィスの式（１）により、スプール弁８の供給用開口８ｆの開口面積と、スプール弁８の前後差圧と、流量係数とによって求められる。
Ｑ＝Ｃ×Ａ×√ΔＰ ・・・（１）
上記式（１）において、Ｑはスプール弁８からの出力流量、Ｃは流量係数、Ａはスプール弁８の供給用開口８ｆの開口面積、ΔＰはスプール弁８の前後差圧である。
そして、前述したように、スプール弁８の前後差圧ΔＰは圧力補償弁９によって一定に保持されるとともに、供給用開口８ｆの開口面積Ａは、第一、第二電磁比例弁１０Ａ、１０Ｂから出力されるパイロット圧に応じて定まるから、流量係数Ｃを一定とみなすと、スプール弁８から油圧アクチュエータ５への出力流量は、油圧ポンプ２のポンプ圧や油圧アクチュエータ５の負荷が変動しても、第一、第二電磁比例弁１０Ａ、１０Ｂから出力されるパイロット圧に応じて定まることになる。 Here, the output flow rate from the spool valve 8 to the hydraulic actuator 5 is determined by the following orifice equation (1), using the opening area of the supply opening 8f of the spool valve 8, the differential pressure across the spool valve 8, and the flow coefficient.
Q=C×A×√ΔP...(1)
In equation (1) above, Q is the output flow rate from the spool valve 8, C is the flow coefficient, A is the opening area of the supply opening 8f of the spool valve 8, and ΔP is the differential pressure across the spool valve 8.
As mentioned above, the differential pressure ΔP across the spool valve 8 is kept constant by the pressure compensation valve 9, and the opening area A of the supply opening 8f is determined according to the pilot pressure output from the first and second solenoid proportional valves 10A and 10B. Therefore, assuming the flow coefficient C is constant, the output flow rate from the spool valve 8 to the hydraulic actuator 5 will be determined according to the pilot pressure output from the first and second solenoid proportional valves 10A and 10B, even if the pump pressure of the hydraulic pump 2 or the load of the hydraulic actuator 5 fluctuates.

前記第一、第二電磁比例弁１０Ａ、１０Ｂは、コントローラ１から入力されるバルブ制御電流値に基づき、該バルブ制御電流値に応じたパイロット圧を前記スプール弁８の第一、第二パイロットポート８ａ、８ｂにそれぞれ出力する。そして、スプール弁８は、入力されたパイロット圧に応じた開口面積で供給用開口８ｆおよび排出用開口８ｇを開いて油圧アクチュエータ５に対する供給流量制御および排出流量制御を行うようになっているとともに、スプール弁８の前後差圧は圧力補償弁９によって一定に保持されるようになっており、しかして、スプール弁８からの出力流量は、コントローラ１から第一、第二電磁比例弁１０Ａ、１０Ｂに出力されるバルブ制御電流値に応じて可変制御されるようになっている。 The first and second electromagnetic proportional valves 10A and 10B output pilot pressure corresponding to the valve control current value input from the controller 1 to the first and second pilot ports 8a and 8b of the spool valve 8, respectively. The spool valve 8 then opens the supply opening 8f and the discharge opening 8g with an opening area corresponding to the input pilot pressure to control the supply and discharge flow rates to the hydraulic actuator 5. The differential pressure across the spool valve 8 is maintained constant by the pressure compensation valve 9. Furthermore, the output flow rate from the spool valve 8 is variably controlled according to the valve control current value output from the controller 1 to the first and second electromagnetic proportional valves 10A and 10B.

また、図１において、１２は前記コントロールバルブ６と油圧アクチュエータ５とを接続するアクチュエータ油路１３から分岐形成されて油タンク４に至るリリーフ油路であって、該リリーフ油路１２には、コントローラ１からの制御信号に基づいてリリーフ圧を変更できる可変リリーフ弁１４が配設されている。そして、例えば油圧アクチュエータ５がブレーカ等の背圧低減が必要な油圧アクチュエータの場合に、前記可変リリーフ弁１４の設定圧を低圧に設定することで、低背圧状態で油圧アクチュエータ５からの排出油をリリーフ油路１２を経由して油タンク４に流すことができるようになっている。 Furthermore, in Figure 1, 12 is a relief oil passage branching off from the actuator oil passage 13 connecting the control valve 6 and the hydraulic actuator 5, and leading to the oil tank 4. A variable relief valve 14 is installed in the relief oil passage 12, which can change the relief pressure based on a control signal from the controller 1. For example, if the hydraulic actuator 5 is a hydraulic actuator such as a breaker that requires back pressure reduction, setting the variable relief valve 14 to a low pressure allows the discharged oil from the hydraulic actuator 5 to flow through the relief oil passage 12 to the oil tank 4 under low back pressure conditions.

さらに、図１において、１８は前記コントローラ１に入出力自在に接続されるモニタ装置１８であって、該モニタ装置１８は、例えば油圧ショベルの運転室に配置されていて、図示しない表示画面や、キーボート、タッチパネル、ダイヤル等の操作手段を備えており、機体状態の表示や各種設定等を行うときに用いられるものであるが、本実施の形態では、該モニタ装置１８の操作手段の操作に基づいて、後述するキャリブレーションの開始や作業、終了等を行うことができるようになっている。 Furthermore, in Figure 1, 18 is a monitoring device 18 that is freely connected to the controller 1 for input and output. This monitoring device 18 is, for example, located in the operator's cab of a hydraulic excavator and is equipped with a display screen (not shown), a keyboard, touch panel, dial, and other operating means. It is used for displaying the machine status and performing various settings. In this embodiment, however, the operation of the monitoring device 18 allows for the start, completion, and other operations of calibration, as described later.

一方、前記コントローラ１は、入力側に、油圧アクチュエータ５用の操作具１５の操作方向および操作量を検出する操作検出手段１６や、油圧ポンプ２のポンプ圧を検出する圧力センサ（本発明の圧力検出手段に相当する）１７等が接続される一方、出力側には前記ポンプ用電磁比例弁３や、第一、第二電磁比例弁１０Ａ、１０Ｂ、可変リリーフ弁１４等が接続されている。そして、コントローラ１は、後述するキャリブレーションが実行されていない通常作業時には、操作検出手段１６から入力される操作具１５の操作方向や操作量、圧力センサ１７から入力されるポンプ圧等に基づいて目標ポンプ流量を求め、油圧ポンプ２のポンプ流量が該目標ポンプ流量となるように前記ポンプ用電磁比例弁３に対してポンプ制御電流値を出力する。この場合に、コントローラ１には、ポンプ制御電流値とポンプ流量との対応関係を示したポンプ用対応データＰＤが保存されており、該ポンプ用対応データＰＤに基づいて、目標ポンプ流量に対応するポンプ制御電流値をポンプ用電磁比例弁３に出力するように構成されている。そして、ポンプ用電磁比例弁３は、前述したように、ポンプ制御電流値に応じたポンプ制御信号圧を油圧ポンプ２の容量可変手段２ａに出力し、これにより、油圧ポンプ２の吐出流量は目標ポンプ流量となるように制御されるようになっている。尚、後述するキャリブレーションの実行時には、操作具１５の操作がなされていない状態で、コントローラ１からポンプ用電磁比例弁３に対してポンプ制御電流が出力される構成になっている。 On the other hand, the controller 1 has an operation detection means 16 for detecting the operating direction and amount of the operating tool 15 for the hydraulic actuator 5, and a pressure sensor (corresponding to the pressure detection means of the present invention) 17 for detecting the pump pressure of the hydraulic pump 2 connected to its input side, while the pump electromagnetic proportional valve 3, the first and second electromagnetic proportional valves 10A and 10B, and the variable relief valve 14 connected to its output side. When the calibration described later is not performed, the controller 1 determines the target pump flow rate based on the operating direction and amount of the operating tool 15 input from the operation detection means 16 and the pump pressure input from the pressure sensor 17, and outputs a pump control current value to the pump electromagnetic proportional valve 3 so that the pump flow rate of the hydraulic pump 2 becomes the target pump flow rate. In this case, the controller 1 stores pump correspondence data PD that shows the correspondence between the pump control current value and the pump flow rate, and is configured to output a pump control current value corresponding to the target pump flow rate to the pump electromagnetic proportional valve 3 based on the pump correspondence data PD. As described above, the electromagnetic proportional valve 3 for the pump outputs a pump control signal pressure corresponding to the pump control current value to the variable capacity means 2a of the hydraulic pump 2. This controls the discharge flow rate of the hydraulic pump 2 to the target pump flow rate. Furthermore, during the calibration described later, the pump control current is output from the controller 1 to the electromagnetic proportional valve 3 even when the operating device 15 is not being operated.

さらに、コントローラ１は、キャリブレーションが実行されていない通常作業時には、操作検出手段１６から入力される操作具１５の操作方向および操作量等に基づいてアクチュエータ要求流量を求め、スプール弁８から油圧アクチュエータ５への出力流量が該アクチュエータ要求流量となるように前記第一、第二電磁比例弁１０Ａ、１０Ｂに対してバルブ制御電流を出力する。この場合、コントローラ１には、スプール弁８の出力流量とバルブ制御電流値との対応関係を示したバルブ用対応データＶＤが保存されており、該バルブ用対応データＶＤに基づいて、アクチュエータ要求流量に対応するバルブ制御電流値を第一、第二電磁比例弁１０Ａ、１０Ｂに出力するように構成されている。そして、第一、第二電磁比例弁１０Ａ、１０Ｂは、前述したように、コントローラ１から入力されるバルブ制御電流値に応じたパイロット圧をスプール弁８に出力し、これによりスプール弁８から油圧アクチュエータ５への出力流量はアクチュエータ要求流量となるように制御されるようになっている。尚、後述するキャリブレーションの実行時には、操作具１５の操作がなされていない状態で、コントローラ１から第二電磁比例弁１０Ｂに対してバルブ制御電流が出力される構成になっている。 Furthermore, during normal operation when calibration is not performed, the controller 1 determines the actuator's required flow rate based on the operating direction and amount of the operating tool 15 input from the operation detection means 16, and outputs valve control current to the first and second electromagnetic proportional valves 10A and 10B so that the output flow rate from the spool valve 8 to the hydraulic actuator 5 becomes the actuator's required flow rate. In this case, the controller 1 stores valve correspondence data VD showing the correspondence between the output flow rate of the spool valve 8 and the valve control current value, and is configured to output valve control current values corresponding to the actuator's required flow rate to the first and second electromagnetic proportional valves 10A and 10B based on this valve correspondence data VD. Then, as described above, the first and second electromagnetic proportional valves 10A and 10B output pilot pressure to the spool valve 8 according to the valve control current value input from the controller 1, thereby controlling the output flow rate from the spool valve 8 to the hydraulic actuator 5 to become the actuator's required flow rate. Note that during calibration, which will be described later, the controller 1 is configured to output valve control current to the second electromagnetic proportional valve 10B even when the operating tool 15 is not being operated.

ここで、前記スプール弁８の出力流量とバルブ制御電流値との対応関係を示すバルブ用対応データＶＤは、後述するようにポンプ制御電流値とのポンプ流量との対応関係のキャリブレーションに用いられるが、該キャリブレーションに用いられるバルブ用対応データＶＤは、仕様上のものではなく、実測データに基づいてスプール弁８の出力流量とバルブ制御電流値との対応関係を較正した較正済みのバルブ用対応データＶＤが用いられる。該較正済みのバルブ用対応データＶＤは、例えば、コントロールバルブ６のサプライヤー側において、コントロールバルブ６の出荷前検査で実施された実測データに基づいて作成され、前記モニタ装置１８を用いて、あるいは他の入力手段や通信手段を介して、コントローラ１に入力保存される。また、コントロールバルブ６を油圧ショベルに搭載した状態でスプール弁８の出力流量とバルブ制御電流値との対応関係を実測し、該実測データに基づき仕様上のバルブ用対応データＶＤを較正して較正済みバルブ用対応データＶＤを得ることもできる。そして、この較正済みバルブ用対応データＶＤは、ポンプ制御電流値とのポンプ流量との対応関係のキャリブレーションに用いられるだけでなく、前述した通常作業時に用いられることは勿論である。 Here, the valve correspondence data VD, which shows the correspondence between the output flow rate of the spool valve 8 and the valve control current value, is used for calibration of the correspondence between the pump control current value and the pump flow rate, as will be described later. However, the valve correspondence data VD used for this calibration is not the specification data, but rather a calibrated valve correspondence data VD obtained by calibrating the correspondence between the output flow rate of the spool valve 8 and the valve control current value based on measured data. This calibrated valve correspondence data VD is created, for example, by the supplier of the control valve 6 based on measured data obtained during the pre-shipment inspection of the control valve 6, and is input and stored in the controller 1 using the monitoring device 18, or via other input means or communication means. Alternatively, the correspondence between the output flow rate of the spool valve 8 and the valve control current value can be measured with the control valve 6 mounted on a hydraulic excavator, and the specification valve correspondence data VD can be calibrated based on this measured data to obtain the calibrated valve correspondence data VD. Furthermore, this calibrated valve data VD is not only used for calibrating the correspondence between the pump control current value and the pump flow rate, but is also, of course, used during the normal operation described above.

さらに、前記コントローラ１には、ポンプ制御電流値とポンプ流量との対応関係のキャリブレーションを制御するキャリブレーション制御部２０が設けられているが、該キャリブレーション制御部２０は、後述するように、キャリブレーションの実行時に、前記第二電磁比例弁１０Ｂに対してバルブ制御電流を出力するバルブ制御部（本発明のバルブ制御手段に相当する）２１、ポンプ制御電流値をスイープ上昇させて出力するポンプ制御部（本発明のポンプ制御手段に相当する）２２、前記ポンプ用対応データＰＤを較正する較正制御部（本発明の較正制御手段に相当する）２３等を備えて構成されている。 Furthermore, the controller 1 is provided with a calibration control unit 20 that controls the calibration of the correspondence between the pump control current value and the pump flow rate. As will be described later, the calibration control unit 20 comprises a valve control unit (corresponding to the valve control means of the present invention) 21 that outputs a valve control current to the second electromagnetic proportional valve 10B during calibration, a pump control unit (corresponding to the pump control means of the present invention) 22 that sweeps and outputs the pump control current value, and a calibration control unit (corresponding to the calibration control means of the present invention) 23 that calibrates the corresponding pump data PD.

次いで、前記キャリブレーション制御部２０が行うキャリブレーション制御について、図２のフローチャート図に基づいて説明する。
尚、キャリブレーションを実行する場合には、前準備として、スプール弁８の第一、第二アクチュエータポート８ｃ、８ｄと油圧アクチュエータ５の第一、第二入出力ポート５ａ、５ｂとの接続油路を閉鎖するとともに、スプール弁８の第二アクチュエータポート８ｄからの出力流量が前述したリリーフ油路１２の可変リリーフ弁１４を経由して油タンク４に流れるようにしておく。この場合に、可変リリーフ弁１４の設定圧を低圧に設定することで、スプール弁８からの出力流量は低背圧状態で油タンク４に流れるようになっている。 Next, the calibration control performed by the calibration control unit 20 will be explained based on the flowchart in Figure 2.
Furthermore, when performing calibration, as a preliminary step, the oil passages connecting the first and second actuator ports 8c and 8d of the spool valve 8 to the first and second input/output ports 5a and 5b of the hydraulic actuator 5 are closed, and the output flow rate from the second actuator port 8d of the spool valve 8 is set to flow to the oil tank 4 via the variable relief valve 14 of the relief oil passage 12 mentioned above. In this case, by setting the set pressure of the variable relief valve 14 to a low pressure, the output flow rate from the spool valve 8 flows to the oil tank 4 under low back pressure.

まず、キャリブレーション制御部２０は、モニタ装置１８からキャリブレーション作業開始の操作信号が入力されると、キャリブレーションポイントとなる任意の目標流量を設定する（ステップＳ１）。該目標流量は、モニタ装置１８によって任意に設定、変更できる。
続けて、前記較正済みバルブ用対応データＶＤに基づいて、前記目標流量のスプール弁８出力流量に対応するバルブ制御電流値を求め、該バルブ制御電流値を較正時バルブ制御電流値として設定する（ステップＳ２）。そして、該較正時バルブ制御電流値をバルブ制御部２１から第二電磁比例弁１０Ｂに対して出力する（ステップＳ３）。この較正時バルブ制御電流値の出力は、キャリブレーションが終了するまで継続される。これにより、スプール弁８は、第二作動位置Ｙに切換わるとともに、該第二作動位置Ｙの供給用開口８ｆの開口面積は、較正時バルブ制御電流値に対応する開口面積に固定保持される。
続けて、前記較正時バルブ制御電流値が出力されている状態で、ポンプ制御部２２からポンプ用電磁比例弁３に対して、スイープに適した所定の一定速度でポンプ制御電流値をスイープ上昇させながら出力する（ステップＳ４）。
さらに、前記ステップＳ４のポンプ制御電流値のスイープ上昇中に、圧力センサ１７により油圧ポンプ２のポンプ圧を検出する（ステップＳ５）。さらに、該検出されたポンプ圧の時間微分値を求め、該時間微分値に基づいて、スイープ上昇中におけるポンプ圧の変化のピークを検出する（ステップＳ６）。
つまり、スプール弁８の供給用開口８ｆの開口面積を、較正時バルブ制御電流値（任意の目標流量のスプール弁８出力流量に対応するバルブ制御電流値）に対応する開口面積に固定保持した状態で、ポンプ制御電流値をスイープ上昇させていくと、油圧ポンプ２の吐出油は、圧力補償弁９、スプール弁８、リリーフ油路１２の可変リリーフ弁１４を経由して油タンク４に流れるが、この場合に、ポンプ制御電流値のスイープ上昇に伴い増加するポンプ流量が目標流量より少ない場合は、供給用開口８ｆを抵抗なく通過したスプール弁８からの出力流量は低背圧状態で油タンク４に流れ、ポンプ圧は低圧に保持される。この状態からさらにポンプ制御電流値をスイープ上昇させて、ポンプ流量が目標流量を超えると、該ポンプ流量がスプール弁８の供給用開口８ｆを通過する際の抵抗が大きくなって、スプール弁８の入口側圧力が増加する。これによりスプール弁８の前後差圧が大きくなって、圧力補償弁９が閉じる。そして、該圧力補償弁９が閉じることでポンプ圧が急上昇するが、該ポンプ圧の急上昇を、ポンプ圧の時間微分値のピークに基づいて検出する。
さらに、較正制御部２３において、ポンプ圧の変化がピークとなったときのポンプ制御電流値を求め、該ポンプ制御電流値を、前記目標流量のポンプ流量に対応するポンプ制御電流値として、前記コントローラ１に保存されているポンプ用対応データＰＤを較正する（ステップＳ７）。
この場合に、キャリブレーションを行うために設定される目標流量の設定数が一つの場合には、さらに較正制御部２３によって、前記較正されたポンプ制御電流値と、コントローラ１に保存されているポンプ用対応データＰＤにおける目標流量のポンプ流量に対応するポンプ制御電流値との差を較正量として、ポンプ流量の全域に亘ってポンプ用対応データＰＤのポンプ流量とポンプ制御電流値との対応関係を較正して、キャリブレーションを終了する。この場合に、目標流量の設定数が一つであっても、目標流量をポンプ流量の中間領域の流量として該中間領域流量のキャリブレーションを行うことで、ポンプ流量の全域に亘って高精度な流量制御を行うことができる。
また、目標流量の設定数が複数の場合には、図２のフローチャート図には図示しないが、各目標流量ごとに前記ステップＳ１～Ｓ７を行った後に、複数の較正されたポンプ制御電流値を用いて、ポンプ流量の全域に亘ってポンプ用対応データＰＤにおけるポンプ流量とポンプ制御電流値との対応関係を較正して、キャリブレーションを終了する。このように目標流量の設定数を複数にした場合には、より高精度なポンプ流量の流量制御を行うことができる。
尚、図３に、キャリブレーションの実行時においてコントローラ１から出力されるポンプ制御電流値と、油圧ポンプ２のポンプ圧と、該ポンプ圧の時間微分値との関係の実測例を示すが、該図３に示されるように、ポンプ圧の変化のピークは、時間微分値のスパイク状のピークによって検出される。 First, when the calibration control unit 20 receives an operation signal from the monitoring device 18 to start the calibration work, it sets an arbitrary target flow rate that will serve as the calibration point (step S1). This target flow rate can be arbitrarily set and changed by the monitoring device 18.
Next, based on the corresponding data VD for the calibrated valve, the valve control current value corresponding to the output flow rate of the spool valve 8 at the target flow rate is determined, and this valve control current value is set as the calibration valve control current value (step S2). Then, the calibration valve control current value is output from the valve control unit 21 to the second electromagnetic proportional valve 10B (step S3). This output of the calibration valve control current value continues until the calibration is completed. As a result, the spool valve 8 switches to the second operating position Y, and the opening area of the supply opening 8f at the second operating position Y is fixed and held at the opening area corresponding to the calibration valve control current value.
Next, while the valve control current value during calibration is being output, the pump control unit 22 outputs a pump control current value to the solenoid proportional valve 3 for the pump at a predetermined constant speed suitable for sweeping, while sweeping it upwards (step S4).
Furthermore, during the sweep-up of the pump control current value in step S4, the pressure sensor 17 detects the pump pressure of the hydraulic pump 2 (step S5). Then, the time derivative of the detected pump pressure is calculated, and based on this time derivative, the peak of the change in pump pressure during the sweep-up is detected (step S6).
In other words, when the pump control current is swept up while the opening area of the supply opening 8f of the spool valve 8 is fixed and held to the opening area corresponding to the calibration valve control current value (the valve control current value corresponding to the output flow rate of the spool valve 8 for an arbitrary target flow rate), the discharged oil from the hydraulic pump 2 flows to the oil tank 4 via the pressure compensation valve 9, the spool valve 8, and the variable relief valve 14 of the relief oil passage 12. In this case, if the pump flow rate, which increases with the sweep of the pump control current, is less than the target flow rate, the output flow rate from the spool valve 8, which passes through the supply opening 8f without resistance, flows to the oil tank 4 in a low back pressure state, and the pump pressure is maintained at a low pressure. If the pump control current is further swept up from this state and the pump flow rate exceeds the target flow rate, the resistance when the pump flow rate passes through the supply opening 8f of the spool valve 8 increases, and the inlet pressure of the spool valve 8 increases. As a result, the differential pressure across the spool valve 8 increases, and the pressure compensation valve 9 closes. Then, when the pressure compensation valve 9 closes, the pump pressure rises sharply, and this sharp rise in pump pressure is detected based on the peak of the time derivative of the pump pressure.
Furthermore, the calibration control unit 23 determines the pump control current value when the change in pump pressure reaches its peak, and uses this pump control current value as the pump control current value corresponding to the target flow rate of the pump to calibrate the corresponding pump data PD stored in the controller 1 (step S7).
In this case, if there is only one target flow rate setting for calibration, the calibration control unit 23 further uses the difference between the calibrated pump control current value and the pump control current value corresponding to the target flow rate in the pump data PD stored in the controller 1 as the calibration amount, and calibrates the correspondence between the pump flow rate and the pump control current value in the pump data PD over the entire range of pump flow rates, thereby completing the calibration. In this case, even if there is only one target flow rate setting, by setting the target flow rate as the flow rate in the intermediate region of the pump flow rate and performing calibration on the intermediate region flow rate, high-precision flow rate control can be performed over the entire range of pump flow rates.
Furthermore, if there are multiple target flow rate settings, although not shown in the flowchart in Figure 2, after performing steps S1 to S7 for each target flow rate, the correspondence between the pump flow rate and the pump control current value in the corresponding pump data PD is calibrated across the entire range of pump flow rates using multiple calibrated pump control current values, and the calibration is completed. In this way, when there are multiple target flow rate settings, more accurate flow rate control of the pump flow rate can be achieved.
Figure 3 shows an example of the relationship between the pump control current value output from the controller 1 during calibration, the pump pressure of the hydraulic pump 2, and the time derivative of the pump pressure. As shown in Figure 3, the peak of the change in pump pressure is detected by the spike-like peak of the time derivative.

叙述の如く構成された本実施の形態において、作業機械の油圧システムには、ポンプ制御電流値に応じて容量が可変制御される可変容量型の油圧ポンプ２、該油圧ポンプ２から油圧アクチュエータ５への圧油供給路に配され、バルブ制御電流値に応じて供給用開口８ｆの開口面積が可変制御されるスプール弁８、該スプール弁８の上流側に配され、スプール弁８の前後差圧を一定に保持するべく作動する圧力補償弁９、前記ポンプ制御電流およびバルブ制御電流を出力するコントローラ１等が備えられているが、このものにおいて、ポンプ制御電流値と油圧ポンプ２のポンプ流量との対応関係を較正するキャリブレーションを行う場合には、油圧ポンプ２のポンプ圧を検出する圧力センサ１７を設けるとともに、スプール弁８の出力側にスプール弁８の出力流量を低背圧状態で油タンク４に流すリリーフ油路１２を接続する。さらに、前記コントローラ１には、バルブ制御電流値とスプール弁８出力流量との較正済みバルブ用対応データＶＤに基づいて、任意に設定される目標流量のスプール８出力流量に対応するバルブ制御電流値を求め、該バルブ制御電流値を較正時バルブ制御電流値として出力するバルブ制御手段２１と、較正時バルブ制御電流値が出力されている状態でポンプ制御電流値をスイープ上昇させて出力するポンプ制御手段２２と、スイープ上昇中のポンプ圧の変化がピークとなるときのポンプ制御電流値を求め、該ポンプ制御電流値を、前記任意に設定された目標流量のポンプ流量に対応するポンプ制御電流値として較正する較正制御手段２３とが設けられることになる。 In this embodiment configured as described above, the hydraulic system of the work machine includes a variable displacement hydraulic pump 2 whose capacity is variably controlled according to the pump control current value, a spool valve 8 arranged in the pressurized oil supply path from the hydraulic pump 2 to the hydraulic actuator 5, the opening area of the supply opening 8f is variably controlled according to the valve control current value, a pressure compensation valve 9 arranged upstream of the spool valve 8 and operating to maintain a constant differential pressure across the spool valve 8, and a controller 1 that outputs the pump control current and the valve control current. In this system, when performing calibration to adjust the correspondence between the pump control current value and the pump flow rate of the hydraulic pump 2, a pressure sensor 17 is provided to detect the pump pressure of the hydraulic pump 2, and a relief oil passage 12 is connected to the output side of the spool valve 8 to supply the output flow rate of the spool valve 8 to the oil tank 4 in a low back pressure state. Furthermore, the controller 1 is provided with a valve control means 21 that determines a valve control current value corresponding to the spool 8 output flow rate of an arbitrarily set target flow rate based on the calibrated valve corresponding data VD of the valve control current value and the spool valve 8 output flow rate, and outputs this valve control current value as the calibrated valve control current value; a pump control means 22 that sweeps up and outputs the pump control current value while the calibrated valve control current value is being output; and a calibration control means 23 that determines the pump control current value when the change in pump pressure during the sweep rise reaches its peak, and calibrates this pump control current value as the pump control current value corresponding to the arbitrarily set target flow rate.

このように本実施の形態にあっては、キャリブレーション時に、コントローラ１から較正時バルブ制御電流値を出力することで、スプール弁８の供給用開口８ｆの開口面積を、較正済みバルブ用対応データＶＤに基づいて求められた任意の目標流量のスプール８出力流量に対応する開口面積に保持し、この状態でポンプ制御電流値をスイープ上昇させて油圧ポンプ２のポンプ流量を増加させていく。そして、スプール弁８の供給用開口８ｆに供給されるポンプ流量が前記目標流量を超えると、スプール弁８の前後差圧を一定に保持するべく圧力補償弁９が閉じることになるが、該圧力補償弁９が閉じることでポンプ圧が急上昇し、該ポンプ圧の急上昇がポンプ圧の変化のピークとして検出され、そしてこのポンプ圧変化のピーク時のポンプ制御電流値が、目標流量のポンプ流量に対応するポンプ制御電流値として較正されることになる。 In this embodiment, during calibration, the controller 1 outputs a calibration valve control current value, thereby maintaining the opening area of the supply opening 8f of the spool valve 8 at an opening area corresponding to the spool 8 output flow rate of an arbitrary target flow rate determined based on the calibrated valve corresponding data VD. In this state, the pump control current value is swept upward to increase the pump flow rate of the hydraulic pump 2. When the pump flow rate supplied to the supply opening 8f of the spool valve 8 exceeds the target flow rate, the pressure compensation valve 9 closes to maintain a constant differential pressure across the spool valve 8. This closing of the pressure compensation valve 9 causes a rapid increase in pump pressure, which is detected as the peak of the pump pressure change. The pump control current value at this peak of the pump pressure change is then calibrated as the pump control current value corresponding to the target flow rate.

この結果、ポンプ制御電流値と油圧ポンプのポンプ流量との対応関係を較正するキャリブレーションを行うにあたり、ポンプ圧の変化のピークに基づいて、任意に設定される目標流量のポンプ流量に対するポンプ制御電流値を較正できることになり、しかして、ポンプ圧の変位点を見出すことが難しいポンプ最低流量や最大流量で較正を行う場合のように較正の精度が劣るようなことなく、高精度で信頼性の高いキャリブレーションを行うことができる。さらに、任意に設定される目標流量をポンプ流量の中間領域として該中間領域のポンプ流量をキャリブレーションすることで、油圧ポンプ２の吐出流量全域に亘って高精度な流量制御を行えることになる。しかもこのキャリブレーションは、コントローラ１からバルブ制御電流値およびポンプ制御電流値を出力し、該出力中のポンプ圧を検出するだけで行うことができるから、キャリブレーション用の特別な機器を必要とせず、簡単な構成で効率の良いキャリブレーションを行えることになる。 As a result, when performing calibration to adjust the correspondence between the pump control current value and the hydraulic pump's flow rate, the pump control current value can be calibrated for an arbitrarily set target flow rate based on the peak of the pump pressure change. This allows for highly accurate and reliable calibration without the inferior calibration accuracy that can occur when calibrating at the minimum or maximum pump flow rates where it is difficult to find the pump pressure displacement point. Furthermore, by calibrating the pump flow rate in the intermediate region, using the arbitrarily set target flow rate as the intermediate region of the pump flow rate, highly accurate flow rate control can be achieved across the entire discharge flow rate range of the hydraulic pump 2. Moreover, this calibration can be performed simply by outputting valve control current values and pump control current values from the controller 1 and detecting the pump pressure in that output. Therefore, no special calibration equipment is required, and efficient calibration can be performed with a simple configuration.

尚、本発明は上記実施の形態に限定されないことは勿論であって、例えば上記実施の形態では、キャリブレーション時に流量制御弁（スプール弁８）の出力側に接続されるリリーフ油路として、油圧アクチュエータ５がブレーカ等の背圧低減が必要な油圧アクチュエータの場合に、該油圧アクチュエータ５からの排出油を低背圧状態で油タンク４に流すために設けられたリリーフ油路１２が用いられているが、このようなリリーフ油路１２が設けられていない場合には、油圧システムに設けられている他のセクション（図１には図示せず）のリリーフ油路を流量制御弁に配管接続してキャリブレーションを実施することもできる。
また、上記実施の形態では、流量制御弁（スプール弁８）は、バルブ制御電流値が入力される第一、第二電磁比例弁１０Ａ、１０Ｂから出力されるパイロット圧によりスプールが移動するパイロット作動式のものであるが、これに限定されることなく、流量制御弁を電磁弁として、該流量制御弁にバルブ制御電流値が直接入力される構成のものであっても良い。 It should be noted that the present invention is not limited to the above embodiments. For example, in the above embodiment, a relief oil passage 12 is used as the relief oil passage connected to the output side of the flow control valve (spool valve 8) during calibration. This relief oil passage is provided to allow the discharged oil from the hydraulic actuator 5 to flow into the oil tank 4 in a low back pressure state when the hydraulic actuator 5 is a hydraulic actuator such as a breaker that requires back pressure reduction. However, if such a relief oil passage 12 is not provided, calibration can also be performed by connecting a relief oil passage from another section (not shown in Figure 1) of the hydraulic system to the flow control valve via piping.
Furthermore, in the above embodiment, the flow control valve (spool valve 8) is a pilot-operated type in which the spool moves due to the pilot pressure output from the first and second solenoid proportional valves 10A and 10B to which the valve control current value is input. However, the invention is not limited to this, and the flow control valve may be an electromagnetic valve, in which the valve control current value is directly input to the flow control valve.

本発明は、油圧ショベル等の作業機械の油圧システムにおいて、コントローラから出力されるポンプ制御電流値と油圧ポンプのポンプ流量との対応関係をキャリブレーションする場合に利用することができる。 This invention can be used to calibrate the correspondence between the pump control current value output from the controller and the pump flow rate of the hydraulic pump in the hydraulic system of a work machine such as a hydraulic excavator.

１ コントローラ
２ 油圧ポンプ
４ 油タンク
５ 油圧アクチュエータ
８ スプール弁
９ 圧力補償弁
１２ リリーフ油路
１７ 圧力センサ
２０ キャリブレーション制御部
２１ バルブ制御部
２２ ポンプ制御部
２３ 較正制御部 1 Controller 2 Hydraulic pump 4 Oil tank 5 Hydraulic actuator 8 Spool valve 9 Pressure compensation valve 12 Relief oil passage 17 Pressure sensor 20 Calibration control unit 21 Valve control unit 22 Pump control unit 23 Calibration control unit

Claims (2)

ポンプ制御電流値に応じて容量が可変制御される可変容量型の油圧ポンプと、該油圧ポンプから油圧アクチュエータへの圧油供給路に配され、バルブ制御電流値に応じて供給用開口の開口面積が可変制御される流量制御弁と、該流量制御弁の上流側に配され、流量制御弁の前後差圧を一定に保持するべく作動する圧力補償弁と、前記ポンプ制御電流およびバルブ制御電流を出力するコントローラとを備えてなる作業機械の油圧システムにおいて、前記ポンプ制御電流値と油圧ポンプのポンプ流量との対応関係を較正するキャリブレーションを行うにあたり、
油圧ポンプのポンプ圧を検出する圧力検出手段を設けるとともに、
前記流量制御弁の出力側に出力流量を低背圧状態で油タンクに流すリリーフ油路を接続する一方、
前記コントローラに、
バルブ制御電流値と流量制御弁出力流量との較正済み対応データに基づいて、任意に設定される目標流量の流量制御弁出力流量に対応するバルブ制御電流値を求め、該バルブ制御電流値を較正時バルブ制御電流値として出力するバルブ制御手段と、
前記較正時バルブ制御電流値が出力されている状態でポンプ制御電流値をスイープ上昇させて出力するポンプ制御手段と、
スイープ上昇中のポンプ圧の変化がピークとなるときのポンプ制御電流値を求め、該ポンプ制御電流値を、前記任意に設定された目標流量のポンプ流量に対応するポンプ制御電流値として較正する較正制御手段とを設けたことを特徴とする油圧システムにおけるキャリブレーションシステム。 In a hydraulic system for a work machine comprising a variable displacement hydraulic pump whose capacity is variably controlled according to the pump control current value, a flow control valve disposed in the hydraulic oil supply path from the hydraulic pump to the hydraulic actuator and whose opening area of the supply opening is variably controlled according to the valve control current value, a pressure compensation valve disposed upstream of the flow control valve and operating to maintain a constant differential pressure across the flow control valve, and a controller that outputs the pump control current and the valve control current, when performing calibration to calibrate the correspondence between the pump control current value and the pump flow rate of the hydraulic pump,
A pressure detection means is provided to detect the pump pressure of the hydraulic pump,
A relief oil passage is connected to the output side of the flow control valve to allow the output flow rate to flow to the oil tank in a low back pressure state,
The aforementioned controller,
A valve control means that determines a valve control current value corresponding to the flow control valve output flow rate of an arbitrarily set target flow rate based on calibrated correspondence data between the valve control current value and the flow control valve output flow rate, and outputs the valve control current value as the calibrated valve control current value.
A pump control means that, while the aforementioned calibration valve control current value is being output, sweeps up and outputs the pump control current value,
A calibration system for a hydraulic system, characterized by comprising a calibration control means that determines the pump control current value when the change in pump pressure during sweep rise reaches its peak, and calibrates the pump control current value as a pump control current value corresponding to the pump flow rate of the arbitrarily set target flow rate. ポンプ制御電流値に応じて容量が可変制御される可変容量型の油圧ポンプと、該油圧ポンプから油圧アクチュエータへの圧油供給路に配され、バルブ制御電流値に応じて供給用開口の開口面積が可変制御される流量制御弁と、該流量制御弁の上流側に配され、流量制御弁の前後差圧を一定に保持するべく作動する圧力補償弁と、前記ポンプ制御電流およびバルブ制御電流を出力するコントローラとを備えてなる作業機械の油圧システムにおいて、前記ポンプ制御電流値と油圧ポンプのポンプ流量との対応関係を較正するキャリブレーションを行うにあたり、
油圧ポンプのポンプ圧を検出する圧力検出手段を設けるとともに、
前記流量制御弁の出力側に出力流量を低背圧状態で油タンクに流すリリーフ油路を接続する一方、
前記キャリブレーションは、
バルブ制御電流値と流量制御弁出力流量との較正済み対応データに基づいて、任意に設定される目標流量の流量制御弁出力流量に対応するバルブ制御電流値を求め、該バルブ制御電流値を較正時バルブ制御電流値としてコントローラから出力するステップと、
前記較正時バルブ制御電流値が出力されている状態でポンプ制御電流値をスイープ上昇させてコントローラから出力するステップと、
スイープ上昇中のポンプ圧の変化がピークとなるときのポンプ制御電流値を求め、該ポンプ制御電流値を、前記任意に設定された目標流量のポンプ流量に対応するポンプ制御電流値として較正するステップとを含むことを特徴とする油圧システムにおけるキャリブレーション方法。 In a hydraulic system for a work machine comprising a variable displacement hydraulic pump whose capacity is variably controlled according to the pump control current value, a flow control valve disposed in the hydraulic oil supply path from the hydraulic pump to the hydraulic actuator and whose opening area of the supply opening is variably controlled according to the valve control current value, a pressure compensation valve disposed upstream of the flow control valve and operating to maintain a constant differential pressure across the flow control valve, and a controller that outputs the pump control current and the valve control current, when performing calibration to calibrate the correspondence between the pump control current value and the pump flow rate of the hydraulic pump,
A pressure detection means is provided to detect the pump pressure of the hydraulic pump,
A relief oil passage is connected to the output side of the flow control valve to allow the output flow rate to flow to the oil tank in a low back pressure state,
The aforementioned calibration is
The process involves determining a valve control current value corresponding to the flow control valve output flow rate of an arbitrarily set target flow rate based on calibrated correspondence data between the valve control current value and the flow control valve output flow rate, and outputting this valve control current value from the controller as the calibrated valve control current value.
The steps include: sweeping up the pump control current value and outputting it from the controller while the valve control current value during calibration is being output;
A calibration method for a hydraulic system, characterized by including the steps of: determining the pump control current value when the change in pump pressure during sweep rise reaches its peak; and calibrating the pump control current value as the pump control current value corresponding to the pump flow rate of the arbitrarily set target flow rate.
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